防腐剂对DHI检测指标及防腐效果的影响

高天乐，徐烨，何开兵

（1.石河子大学动物科技学院，石河子 832000；2.新疆石河子市畜牧兽医工作站，石河子832000）

奶牛生产性能测定（DHI）又称奶牛产奶记录体系，是对奶牛泌乳性能及乳品质的测定工作[1]，现已成为奶牛生产企业现代化的标志，也是量化管理牛群的有效工具。该方法能准确了解牛只及牛群的实际情况，针对具体问题形成切实有效的管理措施，从而提高牛群的生产管理水平。在我国，该项目已经开展20余年，并且在多个地区取得较好的成果，其中上海地区已经全面覆盖DHI工作[2]。该工作的开展对于我国奶业以及整个养牛业的发展起着积极的推动作用。

如何确保待检奶样乳品质的稳定是DHI工作的关键，目前，各国普遍采用的做法是在奶样中添加防腐剂并低温保存奶样[3]。常用的防腐剂有重铬酸钾和以丙二醇为主要成分的产品等。相关研究表明，理想的防腐剂能保证奶样在40℃高温条件下保存7d以上，对奶样的测定结果没有影响[4]，但目前关于DHI防腐剂对乳品质指标及牛奶保鲜影响的报道并不多见[5]。本试验通过研究防腐剂对乳品质指标及牛奶保鲜效果的影响，为DHI工作的有效开展提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

购于石河子某规模化牛场的生鲜乳；防腐剂Ⅰ，为分析纯重铬酸钾；防腐剂Ⅱ，国产，主要成分为2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇；防腐剂Ⅲ，进口，主要成分为2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇。

1.2 试验仪器

乳成分体细胞联合测定系统（型号：CombiScope 300hp，荷兰Delta公司）；恒温水浴装置（型号：QFT-303B，郑州奇飞特电子科技有限公司）。

1.3 试验设计

1.3.1 DHI常用指标检测

购买同源生鲜奶若干，混合均匀后分装在取样瓶中，每个取样瓶加等量奶样40mL，分为A、B、C、D四组，每个小组做18个重复，其中A组为对照组，不加任何防腐剂，4℃冷藏保存；B、C、D组分别加入防腐剂Ⅰ、防腐剂Ⅱ、防腐剂Ⅲ，置于4℃冷藏保存。每天定时从A、B、C、D四个小组中分别随机抽取3个样本进行DHI常规指标的检测，连续测定6d，观察并记录乳脂率、乳蛋白率、体细胞数以及乳中尿素氮含量等指标。

1.3.2 牛奶防腐效果检测

在试验1.3.1的基础上，对A、B、C、D四个组每天检测的样本进行酒精试验。该试验原理为利用酒精具有脱水作用，当牛奶的酸度增高时，H+与负电荷发生作用从而使得胶粒变成电中性，发生沉淀反应。因此在牛奶中加入适当浓度（68°、70°、72°）的酒精可使酪蛋白发生沉淀，从而以是否出现絮状沉淀来判断牛奶的新鲜度。本试验以在72°酒精中不出现絮状沉淀为标准，此时其酸度低于18°T。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2010和SPSS 20.0软件进行统计和方差分析，结果以“平均值（X）±标准差（SD）”表示。采用LSD法进行多重比较，P＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 添加不同防腐剂对乳品质的影响

2.1.1 防腐剂Ⅰ对乳品质的影响

由表1可知，添加防腐剂Ⅰ对稳定乳脂率、乳蛋白率效果较好，试验组（0～5d）与对照组相比，乳脂率最大绝对值相差≤0.02，乳蛋白率最大绝对值相差≤0.03，符合IDF≤0.06的标准要求。

添加防腐剂Ⅰ对稳定体细胞数效果欠佳，体细胞数在加入防腐剂Ⅰ的6d中均较对照组低（P＜0.05），第5天高于1、2、3、4天（P＜0.05），第1、2、3、4天之间差异不显著（P＞0.05）。

尿素氮含量在添加防腐剂Ⅰ后随着时间无明显变化，各组之间差异均不显著（P＞0.05）。

2.1.2 防腐剂Ⅱ对乳品质的影响

由表2可知，添加防腐剂Ⅱ对稳定乳脂率、乳蛋白率效果较好，试验组（0～5d）与对照组相比，乳脂率最大绝对值相差≤0.04，乳蛋白率最大绝对值相差≤0.02，符合IDF≤0.06的标准要求。

添加防腐剂Ⅱ对稳定体细胞数效果较好，与对照组相比，除第2天的体细胞数超10%允许误差外，其余均在10%允许误差范围之内。

表1 防腐剂Ⅰ对乳品质的影响（试验组B）

表2 防腐剂Ⅱ对乳品质的影响（试验组C）

表3 防腐剂Ⅲ对乳品质的影响（试验组D）

尿素氮含量在添加防腐剂Ⅱ后，试验组第0天比对照组低（P＜0.05），并且第2天和第5天显著高于第0天（P＜0.05），第1、2、3、4、5天与对照组之间差异均不显著（P＞0.05），第1、2、3、4、5天之间差异也均不显著（P＞0.05）。

2.1.3 防腐剂Ⅲ对乳品质的影响

由表3可知，添加防腐剂Ⅲ对稳定乳脂率、乳蛋白率效果较好，试验组（0～5d）与对照组相比，乳脂率最大绝对值相差≤0.02，乳蛋白率最大绝对值相差≤0.01，符合IDF≤0.06的标准要求。

添加防腐剂Ⅲ对稳定体细胞数效果较好，试验组0～5d体细胞数与对照组相比，均控制在10%允许误差范围之内。

尿素氮含量在添加防腐剂Ⅲ后，各组之间无显著性差异（P＞0.05）。

2.1.4 不添加防腐剂冷藏保存条件下对乳品质的影响

由表4可知，不添加防腐剂冷藏保存条件下，乳脂率、乳蛋白率稳定性较好，（0～5d）的最大绝对值相差，乳脂率≤0.02，乳蛋白率≤0.04，符合IDF≤0.06的标准要求。

不添加防腐剂冷藏保存条件下体细胞数稳定性较差，第1、2、3、4、5天体细胞数显著低于第0天（P＜0.05），第2天显著低于第1、3、5天（P＜0.05），第4、5天显著低于第1天（P＜0.05），第3、4、5天之间差异不显著（P＞0.05）。

不添加防腐剂冷藏保存条件下尿素氮含量有如下变化：第0天显著低于第3、4、5天（P＜0.05），第1天显著高于第2、3、4、5天（P＜0.05），第2、3、5天之间差异不显著（P＞0.05），第3、4、5天之间差异亦不显著（P＞0.05）。

2.2 添加不同防腐剂乳品质指标随时间变化规律

图1 添加不同防腐剂奶样乳脂率变化规律

从图1可知，在不添加防腐剂的情况下乳脂率总体呈上升、下降、再上升的趋势，波动较小，除第3天外均高于防腐剂添加组；添加防腐剂Ⅰ、Ⅲ后乳脂率总体呈下降趋势，波动较小；防腐剂Ⅱ对乳脂率的影响最明显，在0～1d呈下降趋势，1～4d缓慢上升，4～5d趋于稳定，总体水平均低于其他三组。试验表明，添加防腐剂对乳脂率的影响较小，冷藏条件下乳脂率至少在5d内保持稳定。

图2 添加不同防腐剂奶样乳蛋白率变化规律

从图2中可以看出，不加防腐剂条件下乳蛋白率在0～4d总体呈上升趋势，4～5d开始下降；添加防腐剂Ⅱ、Ⅲ后乳蛋白率基本维持稳定，这说明防腐剂Ⅱ、Ⅲ对乳蛋白率影响不大；加入防腐剂Ⅰ后乳蛋白率在0～1d缓慢下降，1～3d维持稳定，3～5d先上升后下降，总体波动较小。由此可见，添加防腐剂后乳蛋白率至少在5d内可维持稳定，而不添加防腐剂在冷藏条件下，乳蛋白率波动较大，对检测结果有影响。

表4 不添加防腐剂冷藏保存条件下乳品质随时间变化结果

图3 添加不同防腐剂奶样乳体细胞数变化规律

从图3中可知，不加防腐剂与添加3种不同的防腐剂后均导致体细胞数发生波动，整体呈下降趋势，在0～2d内，体细胞数均明显降低，其中防腐剂Ⅰ对体细胞数影响最大。在2～4d内，体细胞数均先增后减，4～5d开始上升。由此可见，冷藏保存和防腐剂保存均会造成体细胞数明显下降，因此体细胞数测定应在采样后尽快完成，以减小测定误差。

图4 添加不同防腐剂奶样尿素氮含量变化规律

从图4中可知，在0～1d，不加防腐剂和加防腐剂冷藏保存均造成尿素氮缓慢下降，在1～5d，冷藏条件下尿素氮含量显著增高，但3种防腐剂保存下尿素氮含量基本趋于稳定。由此可见，冷藏条件下会造成尿素氮含量升高，而添加防腐剂可使尿素氮含量在5d内保持稳定。

2.3 牛奶防腐效果检测结果

图5 不同防腐剂条件下牛奶保鲜效果

从图5中可以看出，冷藏保存第7天时奶样形成大量白色絮状物；在添加3种防腐剂冷藏保存条件下，第12天时才出现白色斑点，其中防腐剂Ⅱ、Ⅲ的保鲜效果较为优秀，由此可见防腐剂对牛奶保鲜发挥重要作用。

3 讨论

奶牛生产性能测定（DHI）对于现代牛场的生产管理具有重大意义，目前已成为各国广泛应用于奶牛场的一整套完整生产记录和管理体系[6]。确保待测奶样的理化指标维持在正常范围内是该项工作的前提，因此防腐剂发挥着重要作用。理想的DHI防腐剂应具备广谱、高效、水溶性好、室温条件下稳定、安全、合理延长活性储存期等特点[7]。

本试验结果显示，与生鲜乳相比，防腐剂保存时乳脂率随时间总体呈下降趋势，而冷藏保存时乳脂率有所提高，但乳脂率的变化均在误差范围之内。这说明在一定时间内，防腐剂保存和冷藏保存时乳脂率均较稳定，在DHI中有较高的参考价值。

乳蛋白率方面，添加防腐剂保存和冷藏保存后均无明显变化，该结果不同于郭同军等研究的加入防腐剂后乳蛋白含量明显降低[8]，分析原因可能是所添加的防腐剂成分不同或保存条件不同造成的差异。尿素氮方面，与生鲜乳相比，冷藏保存时尿素氮含量总体呈上升趋势[8]，这与郭同军等研究结果相一致，而防腐剂保存时尿素氮至少可稳定保存5d。相关研究指出，尿素氮指标不稳定，不论是常温或者冷藏最好都不要超过3d[9]，所以尿素氮不能在冷藏条件下较长时间保存。林文燕等研究发现冷冻保存条件下尿素氮浓度基本保持不变[10]，但考虑到该方法在长途运输过程中难以实现且成本较高，在实际测定过程中难以推广，因此采取奶样后应尽快进行检测，以减小误差。

乳体细胞数方面，与生鲜乳相比，防腐剂保存与冷藏保存在0～1d时体细胞数均显著降低（P＜0.05），2～4d时在一定范围上下波动，第5天时开始上升，说明加入防腐剂后体细胞数会不稳定，因此建议采样后应及时测定。为了解防腐剂对牛奶的保鲜效果，通过72°酒精实验发现，冷藏条件下牛奶在第7天时已经酸败变质，而在防腐剂保存条件下，添加3种防腐剂的奶样均在第12天时才出现部分变质，其中主要成分为2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇的防腐剂Ⅱ、Ⅲ防腐效果较好，相关研究也表明，溴硝丙二醇作为防腐剂具有高效、廉价、稳定等优势[11]。

综上，添加防腐剂对DHI各项检测指标有不同程度的影响，但各项指标的变化均在允许的误差范围之内。关于体细胞数与尿素氮含量的不稳定性还有待于进一步研究，建议采样后及时测定。